CN106510725B - 生物检测装置及检测方法、向生物自动注射药物的仪器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种生物检测装置及检测方法、向生物自动注射药物的仪器，属于生物医学技术领域，其可解决现有的生物传感器的结构复杂，且对人体生物数据的识别灵敏度不高的问题。本发明的生物检测装置通过生物信息识别单元从待检测生物中获取生物信息，并从所述生物信息中采集生物数据转化为液晶相变数据，放大生物数据，使得检测装置对生物数据的识别灵敏度提高，且本发明的生物检测装置结构简单，使用方便。本发明还公开一种向生物自动注射药物的仪器，该仪器的控制单元根据生物检测装置的检测结果，控制注射针向生物自动注射药物。

Description

生物检测装置及检测方法、向生物自动注射药物的仪器
技术领域
本发明属于生物医学技术领域，具体涉及一种生物检测装置及检测方法、向生物自动注射药物的仪器。
背景技术
生物传感器(bio-sensor)是一种对生物物质敏感并将生物物质浓度转换为电信号进行检测的仪器，即生物传感器具有接受生物信号并将生物信号转换为电信号的功能。生物传感器一般由生物敏感材料(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)作识别元件，以适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应晶体管、压电晶体等)及信号放大装置构成分析工具或系统。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的生物传感器的结构复杂，用于检测人体生物数据时不方便操作，且对人体生物数据的识别灵敏度不高。
发明内容
本发明针对现有的生物传感器的结构复杂，且对人体生物数据的识别灵敏度不高的问题，提供一种生物检测装置及检测方法、向生物自动注射药物的仪器。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是：
一种生物检测装置，包括：
至少一个生物信息识别单元，所述生物信息识别单元包括液晶，所述生物信息识别单元用于从待检测生物中获取生物信息，并从所述生物信息中采集生物数据转化为液晶相变数据。
优选的是，所述装置还包括与每个生物信息识别单元连接的信号转化单元，用于将所述液晶相变数据转化为电信号。
优选的是，所述液晶包括胆甾相液晶。
优选的是，所述生物信息包括待检测生物的汗液、体液或唾液中的任意一种；所述生物数据包括血压值、体温值、湿度值、pH值、血糖值中的任意一种或几种。
优选的是，所述生物信息为待检测生物的汗液，所述生物信息识别单元还包括用于与待检测生物接触的第一电极层，所述第一电极层设有多个通孔，所述液晶通过所述通孔与所述汗液接触。
优选的是，所述信号转化单元包括场效应晶体管，所述场效应晶体管包括栅极、源漏极、栅极绝缘层以及有源层；所述液晶设于所述栅极与所述第一电极层之间。
优选的是，所述第一电极层和所述栅极均由透明导电材料构成。
优选的是，所述生物检测装置包括多个生物信息识别单元，还包括控制每个生物信息识别单元和信号转化单元的集成芯片。
本发明还提供一种生物的检测方法，采用上述的生物检测装置进行检测，包括以下检测步骤：
将待检测生物与生物信息识别单元相接触，生物信息识别单元从待检测生物中获取生物信息，并从所述生物信息中采集生物数据转化为液晶相变数据。
本发明还提供一种向生物自动注射药物的仪器，包括：
上述的生物检测装置；
存储药物的注射针；
与所述生物检测装置和所述注射针连接的控制单元，所述控制单元根据所述生物检测装置的检测结果，控制所述注射针向生物自动注射药物。
本发明的生物检测装置通过生物信息识别单元从待检测生物中获取生物信息，并从所述生物信息中采集生物数据转化为液晶相变数据，放大生物数据，使得检测装置对生物数据的识别灵敏度提高，且本发明的生物检测装置结构简单，使用方便。本发明还公开一种向生物自动注射药物的仪器，该仪器的控制单元根据生物检测装置的检测结果，控制注射针向生物自动注射药物。
附图说明
图1为本发明的实施例1的生物检测装置的结构示意图；
图2、图5、图7为本发明的实施例2的生物检测装置的结构示意图；
图3为本发明的实施例2的生物检测装置的液晶结构示意图；
图4为本发明的实施例2的生物检测装置的液晶偏转示意图；
图6、图8为本发明的实施例2的生物检测装置的工作原理示意图；
图9为本发明的实施例4的向生物自动注射药物的仪器的使用示意图；
其中，附图标记为：1、生物信息识别单元；11、第一电极层；12、液晶；13、通孔2、信号转化单元；21、栅极；22、源漏极23、栅极绝缘层；24、有源层；3、集成芯片；。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种生物检测装置，如图1所示，包括至少一个生物信息识别单元1，所述生物信息识别单元1包括液晶12，所述生物信息识别单元1用于从待检测生物中获取生物信息，并从所述生物信息中采集生物数据转化为液晶相变数据。
本实施例的生物检测装置通过生物信息识别单元1从待检测生物中获取生物信息，并从所述生物信息中采集生物数据转化为液晶相变数据，放大生物数据，使得检测装置对生物数据的识别灵敏度提高，且本发明的生物检测装置结构简单，使用方便。
实施例2：
本实施例提供一种生物检测装置，如图2-8所示，包括至少一个生物信息识别单元1，以及与每个生物信息识别单元1连接的信号转化单元2。所述生物信息识别单元1包括液晶12，所述生物信息识别单元1用于从待检测生物中获取生物信息，并从所述生物信息中采集生物数据转化为液晶相变数据。所述信号转化单元2用于将所述液晶相变数据转化为电信号。
也就是说，待检测生物的生物信息与接触液晶后，液晶发生偏转，即液晶发生相变，液晶相变的具体情况可以传递给信号转化单元2，信号转化单元2以电信号的形式进行显示。
优选的是，所述液晶包括胆甾相液晶。
其中，所述胆甾相液晶的结构式如图3所示，所述胆甾相液晶中包括至少一个非极性基团，一个极性基团，其中待检测生物体的生物信息可以与胆甾相液晶的非极性基团发生反应，使得胆甾相液晶发生偏转，如图4所示，液晶12偏转使得液晶发生相变，最终信号转化单元将液晶相变数据转化为电信号。
优选的是，所述生物信息为待检测生物的汗液，所述生物信息识别单元还包括用于与待检测生物接触的第一电极层11，所述第一电极层11设有多个通孔13，所述液晶12通过所述通孔13与所述汗液接触。
优选的是，所述信号转化单元包括场效应晶体管，所述场效应晶体管包括栅极21、源漏极22、栅极绝缘层23以及有源层24；所述液晶12设于所述栅极21与所述第一电极层11之间。
也就是说如图5所示，信号转化单元采用场效应晶体管FET(field effecttransistor)，其具体工作原理如图6所示，汗液通过第一电极层11的通孔13进入液晶中，汗液与胆甾相液晶的非极性基团发生反应，使得胆甾相液晶发生偏转，引起液晶12相变，一方面，液晶12相变会使得液晶12颜色发生变化，另一方面，液晶12相变会使得栅极21电压发生变化，从而使得源漏极22电压变化，进而将该电压变化转变成不同的电流指示示出，即将液晶相变数据转化为电信号。
优选的是，所述第一电极层11和所述栅极21均由透明导电材料构成。
也就是说，第一电极层11和所述栅极21的原料可选自氧化铟锡(ITO)等透明导电材料，这样在该生物检测装置应用的过程中更容易观测到液晶的相变，例如颜色变化等。
优选的是，所述生物信息包括待检测生物的汗液、体液或唾液中的任意一种；所述生物数据包括血压值、体温值、湿度值、pH值、血糖值中的任意一种或几种。
也就是说，上述的实施例中是以汗水为例进行的说明，检测生物体的体液或唾液等方式也是可行的。具体的，该装置可检测血压值、体温值、湿度值、pH值、血糖值等生物数据。
优选的是，所述生物检测装置包括多个生物信息识别单元1，还包括控制每个生物信息识别单元1和信号转化单元2的集成芯片3。也就是说，从图7中可看出，生物检测装置设有多个生物信息识别单元1，这样多个生物信息识别单元1分别检测生物体不同位置处的汗液，可以使得检测结果更准确，大大提高检测的灵敏度。具体的，以abcd四个生物信息识别单元1为例进行说明，工作原理如图8所示，集成芯片3(IC)给每个生物信息识别单元输入一定的电压，当汗液通过第一电极层11的通孔13与液晶12接触后，虚线圈内的栅极21电压发生变化，从而使得源漏极22(图8b中的S、D)电压变化，进而将该电压变化转变成不同的电流指示示出，即将液晶相变数据转化为电信号。更具体的，如表1所示，配制五组血糖含量不同的血清(也称待检测液)，第一组待检测液血糖含量低于3mg％(也可视为无糖)，第二组待检测液血糖含量为10mg％，第三组待检测液血糖含量为80mg％，第四组待检测液血糖含量为140mg％，第五组待检测液血糖含量为200mg％。采用图8所示的生物检测装置分别检测上述五组待检测液，检测结果见表1。可见本实施例的生物检测装置用于检测血糖含量，血糖含量变化超过10mg即可检出并以电压(或电流)值变化形式示出，检测灵敏度高。
表1
血糖含量(mg％) 电压值(mV)
第一组 3 0
第二组 10 30
第三组 80 100
第四组 140 190
第五组 200 280
实施例3：
本实施例提供一种生物的检测方法，采用上述的生物检测装置进行检测，包括以下检测步骤：将待检测生物与生物信息识别单元相接触，生物信息识别单元从待检测生物中获取生物信息，并从所述生物信息中采集生物数据转化为液晶相变数据。
也就是说，本实施例提供一种采用上述的生物检测装置生物的检测方法，具体的检测过程与检测步骤和原理与实施例2中类似，在此不再赘述。
实施例4：
本实施例提供了一种向生物自动注射药物的仪器，包括上述实施例的生物检测装置；存储药物的注射针；与所述生物检测装置和所述注射针连接的控制单元，所述控制单元根据所述生物检测装置的检测结果，控制所述注射针向生物自动注射药物。
也就是说，本实施例给出一种生物检测装置的具体应用，如图9所示，将实施例2的生物检测装置贴敷于待检测者的胳膊处，生物检测装置实时的检测待检测者的生物数据，例如血糖值等，当生物检测装置检测的生物数据与正常人有偏差时，与之连接的存储药物的注射针即可在控制单元的控制下，针对性的自动向待检测者定时定量的注射药物。
显然，上述各实施例的具体实施方式还可进行许多变化；例如：生物检测装置中输出电信号的具体实现方式可以根据不同的应用进行选择，集成电路向FET输入的具体信号可以根据需要进行调整。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种生物检测装置，其特征在于，包括：
至少一个生物信息识别单元，所述生物信息识别单元包括液晶，所述生物信息识别单元用于从待检测生物中获取生物信息，并从所述生物信息中采集生物数据转化为液晶相变数据；
所述装置还包括与每个生物信息识别单元连接的信号转化单元，用于将所述液晶相变数据转化为电信号；
所述生物信息为待检测生物的血清，所述生物数据包括血糖值，所述生物信息识别单元还包括第一电极层，所述第一电极层设有多个通孔，所述液晶通过所述通孔与所述血清接触；
所述信号转化单元包括场效应晶体管，所述场效应晶体管包括栅极、源漏极、栅极绝缘层以及有源层；所述液晶设于所述栅极与所述第一电极层之间；
所述第一电极层和所述栅极均由透明导电材料构成。
2.根据权利要求1所述的生物检测装置，其特征在于，所述液晶包括胆甾相液晶。
3.根据权利要求1所述的生物检测装置，其特征在于，所述生物检测装置包括多个生物信息识别单元，还包括控制每个生物信息识别单元和信号转化单元的集成芯片。
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